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Herstellung biobasierter Schmelzklebstoffe auf Basis von Polysacchariden und deren Anwendung in Papier- und Kartonverpackungen (BioGlyk)

Der Verpackungsmarkt in Deutschland ist ein stetig wachsender Markt, in dem Papierprodukte eine zentrale Rolle spielen. Der Anspruch einer vollständig ökologisch sinnvollen Alternative zu Kunststoffverpackungen, auch im Bereich der Verklebung, kann durch einen Schmelzklebstoff, der auf nachwachsenden Rohstoffen basiert, realisiert werden. Bisherige Lösungen scheiterten jedoch stets an geringer Thermostabilität und schädlichen Inhaltsstoffen. Besonders für KMU mit einfacher anlagentechnischer Ausstattung stellte dies bislang eine entscheidende Hürde zur Markteinführung dar. Hierzu hat die PTS gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF) zum 01.04.2021 das IGF-Projekt „BioGlyk“ gestartet.

Projekttitel: » Herstellung biobasierter Schmelzklebstoffe auf Basis von Polysacchariden und deren Anwendung in Papierund Kartonverpackungen

Laufzeit: » 01.04.2021 – 30.09.2023

Projektart/-träger: » IGF-Projekt 21788 BG

Forschungsstellen: » Papiertechnische Stiftung, PTS Heidenau, Birgit Kießler/ Dr. Alexander Feldner

» Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Dr. Dana Schwarz

Das geplante Forschungsvorhaben hat die Herstellung eines thermostabilen Schmelzklebstoffes für Papier- und Kartonverpackungen zum Ziel. Dabei sollen fossile Rohstoffe durch biobasierte Komponenten auf Basis von Polysacchariden ersetzt werden. Umfangreiche Charakterisierungen der einzelnen Komponenten und auch der Wechselwirkungen untereinander im Compound bilden dabei die Grundlage für eine optimal abgestimmte Schmelzklebstoff-Rezeptur-Entwicklung.

Der Schmelzklebstoff soll für Verpackungen, die auch für den Lebensmittelbereich einsetzbar sind, Anwendung finden. Das Basispolymer wird ein Stärkeester sein, der durch Reaktivextrusion hergestellt wird. Zusätzlich soll Stärke auch als funktionaler Füllstoff durch kolloidale Stärkepartikel variabler Größe in den Schmelzklebstoff eingebracht werden.

Des Weiteren können die Stärkepartikel gezielt funktionalisiert werden, wie z. B. durch eine Beschichtung als Schutz vor zu hoher thermischer Belastung. Die Ergebnisse sollen mit dem Einsatz von thermoplastischer Stärke verglichen werden. Es ist geplant, die daraus entwickelte Schmelzklebstoff-Rezeptur für anwendungstechnische Prüfungen im kg-Maßstab herzustellen. Durch den ökologischen Forschungsansatz, Konsumgüterprodukte und Verpackungen aus ganzheitlich biobasierten Materialien herzustellen, werden besonders für KMU gute Markteintrittschancen für die neuen Schmelzklebstoffe erwartet.

Birgit Kießler,

birgit.kiessler@ptspaper.de